JP2004282290A - Clock synchronization signal transmission system, data transmission system, and method thereof - Google Patents

Clock synchronization signal transmission system, data transmission system, and method thereof Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a receiver side to easily receive a clock of frequency equivalent to the base rate of optical time-division multiplex. <P>SOLUTION: An optical transmitter 10 makes the pulse amplitude of ch1 smaller than the pulse amplitudes of other ch2-ch4, and outputs it to an optical transmission path 12. In an optical receiver 14, the photodiode 46 of a clock reproducing apparatus 44 converts an optical time-division multiplex signal light to be inputted from the optical transmission path 12 into an electric signal. A PLL circuit 50 reproduces a clock synchronization signal of a frequency equivalent to a base rate (B) from an output of the photodiode 46. A mode lock laser 60 performs pulse laser oscillation at a frequency equivalent to the base rate (B) so as to synchronize with the reproduced clock synchronization signal. An optical separating device 66 separates an OTDM signal light from an optical path to each channel, according to a control pulse to be outputted from the laser 60. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光時分割多重(OTDM)伝送においてクロック同期信号を伝送するクロック同期信号伝送システム、クロック同期信号及びチャネル属性情報を伝送可能なデータ伝送システム及びこれらの方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバ伝送システムでは、単一波長で160Gb/s以上のビットレートが実現されようとしている。しかし、電気レシーバの応答速度が高々50〜60GHzであるので、160Gb/s以上の光パルス信号を直接、受光しても、同期を確立するためのクロック抽出は不可能である。
【0003】
そこで、クロックを抽出する光回路が考案された。例えば、超高速光ゲート回路を光パルス位相器として機能させて、位相同期ループ(PLL)を実現する方法、光ゲート変調器として用いられる電界吸収型変調器(EA変調器)を2段カスケード接続した構成から成る分離装置により光パルス信号を低ビットレートにダウンコンバートした後、電気信号段でPLLによりクロック抽出する方法、及び、モード同期半導体レーザ又は自励発振半導体レーザへの注入同期による光クロックを再生する方法などが検討されてきた。
【0004】
光パルス信号からクロック成分を抽出して光クロックを再生する装置及び方法が、特開2002−353901公報に記載されている。入力光パルス信号のクロック周波数の1/nの共振周波数を有する電機共振器と、その出力により駆動される半導体モード同期レーザを使用することにより、入力光パルス信号のクロック周波数の1/nの周波数の光クロックを生成する構成が記載されている。
【0005】
また、光時分割多重伝送において、各チャネルに固有の周波数の低周波信号を微弱強度変調により各チャネルの光信号に重畳する構成が、特開平10−173634号公報に記載されている。受信側では、低周波信号を検出して、チャネルを識別する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
クロック抽出のための超高速光ゲート及び多段光ゲートは、構成が複雑であり、経済的ではない。
【0007】
OTDM伝送システムにおいて、多重される各チャネルの属性情報(チャネル識別情報、転送情報又はルーチング情報、及び、ネットワーク管理情報(障害発生通知等)等)を効率的に伝送する方法はまだない。そのような属性情報には、例えば、チャネル識別情報、転送情報(ルーチング情報)及びネットワーク管理情報等がある。ネットワーク管理情報には障害発生通知がある。このような属性情報は、従来の、主情報データと同様に光キャリアをパルス変調して伝送するしか方法がなかった。従って、受信装置及びルータでは、データ信号と属性情報を共に電気信号に変換した後で、既存の電気処理系で復調するしか方法がなかった。
【0008】
なお、光伝送路を監視するための監視信号、並びに、光伝送路上の光中継器を制御する制御信号とその応答信号を、パルス信号を振幅変調することにより伝送する方法は、周知である。
【0009】
本発明は、このような不都合を解消し、クロック同期信号を効率的に伝送でき、容易に抽出できるクロック同期信号伝送システム及び方法を提示することを目的とする。
【0010】
本発明はまた、各チャネルの属性情報を簡単な構成で伝送可能にするデータシステム及び方法を提示することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るクロック同期信号伝送システムは、ベースレート(B)のn(整数)個のチャネルのパルス信号光を時分割多重して光伝送路を伝送させる光伝送システムにおいてクロック同期信号を伝送するシステムであって、光時分割多重前のn個のチャネルのパルス信号光の内のk(kは1以上、n未満)個のチャネルの信号光のパルス振幅を、残るチャネルのパルス振幅とは相対的に異なるレベルに調整する振幅調整装置と、当該光伝送路を伝送した時分割多重信号光を電気信号に変換する光電変換器と、当該光電変換器の出力に従い、当該ベースレート(B)の整数倍に相当する周波数であって、当該振幅調整装置によりレベル調整されるkチャネルにより決定される周波数のクロック同期信号を生成するクロック発生回路とを設けたことを特徴とする。
【0012】
このような構成により、OTDMのビットレートに相当する周波数のクロックを再生してから分周することなしに、ベースレート(B)に相当する周波数又はその整数倍の周波数のクロック同期信号を受信側で簡単に再生できる。1チャネルのみレベルを調整する場合、ベースレート(B)に相当する周波数のクロック同期信号を再生できる。
【0013】
好ましくは、当該振幅調整装置が、各チャネルの信号光のレベルを調整可能なn個の可変レベル調整器と、n個の可変レベル調整器を制御する制御装置とからなる。これにより、レベルを調整するチャネルを選択できる。
【0014】
本発明に係るデータ伝送システムは、データを搬送するベースレート(B)のn(整数)個のチャネルのパルス信号光を発生するパルス信号光発生装置と、当該パルス信号光発生装置から出力されるn個のチャネルのパルス信号光の内の、所定の1チャネルのパルス信号光のパルス振幅を、他のパルス信号のパルス振幅とは相対的に異なるレベルに調整する振幅調整装置と、当該振幅調整装置から出力される各チャネルの信号光を時分割多重し、OTDM信号光を出力する多重装置と、当該多重装置から出力されるOTDM信号光を伝送する光伝送路と、当該光伝送路から入力する当該OTDM信号光を2分割する分波器と、当該分波器の一方の出力信号光から当該ベースレート(B)に相当する周波数のクロック同期信号を再生するクロック再生装置であって、当該分波器の一方の出力信号光を電気信号に変換する光電変換器、及び、当該光電変換器の出力に従い、当該ベースレート(B)に相当する周波数のクロック同期信号を生成するクロック発生回路を具備するクロック再生装置と、複数の出力ポートを具備し、当該クロック再生装置により再生されたクロック同期信号に従い、当該分波器の他方の出力信号光を各チャネルの信号光に分離し、各チャネルの信号光を異なる出力ポートから出力する光分離装置とを具備することを特徴とする。
【0015】
このような構成により、光受信装置側では、OTDMのビットレートに相当する周波数のクロックを再生してから分周することなしに、簡単な構成でベースレートのクロック同期信号を再生できる。
【0016】
好ましくは、当該振幅調整装置が、各チャネルの信号光のパルス振幅を調整可能なn個の可変レベル調整器と、当該n個の可変レベル調整器を制御する制御装置とからなる。これにより、パルス振幅を調整するチャネルを選択できる。
【0017】
好ましくは、当該制御装置が、各チャネルの属性情報に従って当該n個の可変レベル調整器のレベル調整量を変動させる。これにより、各チャネルのデータの伝送及びその帯域を制約せずに、各チャネルの属性情報を伝送できる。
【0018】
属性情報は、例えば、チャネル識別情報、転送情報及びネットワーク管理情報等である。
【0019】
好ましくは、本発明に係るデータ伝送システムは更に、当該光分離装置の所定の出力ポートから出力されるパルス信号光が、当該所定チャネルの信号光であるかどうかを識別する識別装置と、当該識別装置の識別結果に従い、当該クロック再生装置から当該光分離装置に供給されるクロック同期信号の位相を調整する位相調整器とを具備する。これにより、光分離装置の所定の出力ポートから所定のチャネルのパルス信号光が出力されるように制御できる。異なるレベルに調整する所定チャネルを変更することで、光分離装置の各出力ポートから出力されるチャネルを変更できることになる。
【0020】
好ましくは、当該振幅調整装置が、各チャネルの信号光のレベルを調整可能なn個の可変レベル調整器と、各チャネルの属性情報を搬送するチャネル毎に異なる周波数のトーン信号に従い、可変レベル調整器のレベル調整量を制御する制御装置とからなる。これにより、チャネル識別が容易になり、且つ、チャネル識別以外の属性情報を同時に伝送できる。
【0021】
例えば、当該パルス信号光発生装置は、当該ベースレート(B)に相当する周波数の光パルスを発生するパルス光源と、当該パルス光源の出力光をn個に分割する分波器と、当該分波器の各出力を送信データに従い変調するn個のデータ変調器とからなる。
【0022】
本発明に係るクロック同期信号伝送方法は、ベースレート(B)のn(整数)個のチャネルのパルス信号を時分割多重して光伝送路を伝送する光伝送システムにおいてクロック同期信号を伝送する方法であって、n個のチャネルのパルス信号光の内のk(kは1以上、n未満)個のチャネルの信号光のパルス振幅を、残るチャネルのパルス振幅とは相対的に異なるレベルに調整して、当該光伝送路を伝送させ、当該光伝送路を伝送した時分割多重信号光を電気信号に変換し、当該電気信号に従い、当該ベースレート(B)の整数倍に相当する周波数であって、伝送前に振幅調整されたkチャネルにより決定される周波数のクロック同期信号をPLL回路により生成することを特徴とする。
【0023】
このような構成により、光受信装置側では、OTDMのビットレートに相当する周波数のクロックを再生してから分周することなしに、簡単な構成でベースレートに相当する周波数又はその整数倍の周波数のクロック同期信号を再生できる。
【0024】
本発明に係るデータ伝送方法は、パルス信号光発生装置によりデータを搬送するベースレート(B)のn(整数)個のチャネルのパルス信号光を生成し、振幅調整装置により、当該パルス信号光発生装置から出力されるn個のチャネルのパルス信号光の内の、所定の1チャネルのパルス信号光のパルス振幅を、他のパルス信号のパルス振幅とは相対的に異なるレベルに調整し、当該振幅調整装置から出力される各チャネルの信号光を時分割多重し、得られたOTDM信号光を光伝送路に出力し、当該光伝送路から入力する当該OTDM信号光を分波器により2分割し、当該分波器の一方の出力信号光を電気信号に変換し、その電気信号に従いPLL回路により当該ベースレート(B)に相当する周波数のクロック同期信号を生成し、生成されたクロック同期信号に従い、光分離装置により当該分波器の他方の出力信号光を各チャネルの信号光に分離することを特徴とする。
【0025】
このような構成により、光受信装置側では、OTDMのビットレートに相当する周波数のクロックを再生してから分周することなしに、簡単な構成でベースレートに相当する周波数のクロック同期信号を再生でき、OTDM光信号を個々のチャネルに分離するのが容易になる。
【0026】
好ましくは、更に、所定の1チャネルのパルス信号光のパルス振幅を、他のパルス信号のパルス振幅とは相対的に異なるレベルに調整する際に、各チャネルの属性情報に従い、各チャネルの信号光のパルス振幅を変動させる。これにより、各チャネルのデータの伝送及び帯域を制約せずに、各チャネルの属性情報をデータに重畳して伝送できる。
【0027】
好ましくは、各チャネルの属性情報を搬送するチャネル毎に異なる周波数のトーン信号に従い、各チャネルの信号光のパルス振幅を変動させる。これにより、各チャネルの識別が容易になる。
【0028】
属性情報は、例えば、チャネル識別情報、転送情報又はネットワーク管理情報の何れかである。
【0029】
更に、当該光分離装置の所定の出力ポートから出力されるパルス信号光が、当該所定チャネルの信号光であるかどうかを識別し、その識別結果に従い、当該光分離装置に供給される当該クロック同期信号の位相を調整する。これにより、光分離装置の所定の出力ポートから所定のチャネルのパルス信号光が出力されるように制御できる。異なるレベルに調整する所定チャネルを変更することで、光分離装置の各出力ポートから出力されるチャネルを変更できることになる。
【0030】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0031】
図1は、本発明の一実施例の概略厚生ブロック図を示す。本実施例のシステムは、光送信装置10、光伝送路12及び光受信装置14からなる。本実施例では、光送信装置10は、それぞれ40Gb/sの光信号を4チャネル、時分割多重して光伝送路12に出力する。従って、160Gb/sの光信号が、光伝送路12を伝搬する。波長分割多重伝送システムの各波長に対して、図1に示す光送信装置10及び光受信装置14の構成を採用することで、本発明は、波長分割多重システムにも適用できる。
【0032】
光送信装置10の構成と動作を説明する。パルス光源20は、単一波長λsのベースレート(基本繰り返し周波数)Bの光パルス列を出力する。ここでは、ベースレートBは、40GHzである。光分波器22は、パルス光源20の出力パルスを4つに分割し、それぞれをデータ変調器24−1〜24−4に供給する。
データ変調器24−1は、光分波器22からの光パルス列の振幅をデータD1に従って2値変調する。同様に、データ変調器24−2〜24−4はそれぞれ、光分波器22からの光パルス列の振幅をデータD2〜D4に従って2値変調する。
これにより、データ変調器24−1〜24−4は、それぞれ、データD1〜D4を搬送する40Gb/sの光パルス信号を出力する。
【0033】
可変減衰器26−1〜26−4は、制御装置28からの制御信号に従う減衰率で、データ変調器24−1〜24−4の出力信号光を減衰する。制御装置28は、詳細は後述するが、各チャネルch1〜ch4の属性情報PR1〜PR4を搬送するように減衰器26−1〜26−4の減衰率を変動させ、なおかつ、光受信装置14でベースレートBに相当する周波数のクロックを再生できるように、減衰器26−2〜26−4の時間平均減衰率(DC成分)を同じ値に制御すると共に、減衰器26−1の減衰率が他の減衰器26−2〜26−4の時間平均減衰率(DC成分)よりも大きくなるように制御する。
【0034】
減衰器26−1〜26−4の出力信号光は、位相変調器30−1〜30−4及び遅延器32−1〜32−4を介して合波器34に入力する。遅延器32−1〜32−4は、各チャネルch1〜ch4の信号光を互いに異なるタイムスロットに配置するために設けられおり、それを実現するために遅延器32−1〜32−4の遅延時間τ1〜τ4が調節される。遅延器32−1の遅延時間τ1はゼロでもよい。即ち、遅延器32−1は省略可能である。遅延器32−1〜32−4及び合波器34が、OTDMの多重装置に相当する。合波器34の出力信号光のビットレートは、160Gb/sになっている。合波器34の出力信号光が、光伝送路12を伝搬して光受信装置14に入力する。
【0035】
先に説明したように、制御装置28は、各チャネルch1〜ch4の属性情報PR1〜PR4を搬送するように減衰器26−1〜26−4の減衰率を変動させる。より具体的には、制御装置28は、各チャネルch1〜ch4に固有の周波数W1〜W4の正弦波の振幅を属性情報PR1〜PR4でデジタル変調した信号に従い、減衰器26−1〜26−4の減衰率を変動させる。これは、いわば、減衰器26−1〜26−4の減衰率のAC制御である。デジタル変調として、FSK,PSK,DPSK又はDQPSKを使用できる。周波数W1〜W4は、例えば、データD1〜D4のベースレート(40GHz)より十分に小さい100kHz乃至10MHz程度である。属性情報のデータ量は一般に少ないので、この程度のレートでも十分である。また、この程度のレートであれば、データD1〜D4の伝送にも、OTDMのベースレートBのクロック抽出にも悪影響を与えない。
【0036】
このようにして、各チャネルch1〜ch4の属性情報PR1〜PR4を、データD1〜D4のための帯域を消費せずに、データD1〜D4に重畳して伝送できる。属性情報PR1〜PR4は例えば、チャネル識別情報、転送情報(又はルーティング情報)、及びネットワーク管理情報等である。ネットワーク管理情報には、障害発生通知等ある。
【0037】
制御装置28はまた、光受信装置14でベースレートBに相当する周波数のクロックを再生できるように、減衰器26−2〜26−4の時間平均減衰率(DC成分)を同じ値に制御すると共に、減衰器26−1の減衰率が他の減衰器26−2〜26−4の時間平均減衰率(DC成分)よりも大きくなるように制御する。
例えば、減衰器26−2〜26−4の減衰率には、同じオフセットを設定し、減衰器26−1の減衰率には、減衰器26−2〜26−4のオフセットよりも大きなオフセットを設定する。このDC制御により、減衰器26−1の出力信号光のパルス振幅が、減衰器26−2〜26−4の出力信号光のパルス振幅よりも小さくなる。
【0038】
このように、同じビットレートB(例えば、40Gb/s)の複数の信号光を時分割多重する場合で、そのうちの1チャネルのパルス振幅を他のチャネルのパルス振幅と十分に異ならせると、フーリエ変換を想起することで容易に理解できるように、OTDM信号光のスペクトルは、ビットレートBに相当する周波数のトーン成分を含む。このトーン成分を抽出することで、光受信装置14では、ベースレートBに相当するクロックを再生できる。例えば、減衰器26−1の減衰率を他の減衰器26−2〜26−4の減衰率よりも0.13dBだけ大きくしただけで、後述するように、光受信装置14において40GHzのクロックを抽出できた。
【0039】
この作用は、ベースレートBと、nチャネルからなる時分割多重光信号のビットレートB×nとの間の中間の周波数のクロック抽出に拡張できる。例えば、同一ベースレートBのnチャネルを時分割多重する場合、nチャネル中で適切な複数のチャネルの光パルス振幅を同じ割合で減衰しておくことで、nチャネルの時分割多重光信号から、周波数B×k(但し、kは2からn−1までの整数)のクロックを抽出できる。
【0040】
光伝送路12を伝搬したOTDM光信号は、光受信装置14に入力する。光受信装置14の構成と動作を説明する。光伝送路12を伝搬したOTDM光信号は、分波器40により2つに分割され、その一方が光アンプ(例えば、エルビウム添加光ファイバアンプ(EDFA))42に入力し、他方がクロック再生装置44に入力する。
【0041】
クロック再生装置44は、光伝送路12を入力した160Gb/sの光信号を電気信号に変換する受光器46、受光器46の出力を増幅するアンプ48、アンプ48の出力から40GHzに同期したクロックを抽出及び生成するPLL(位相ロックループ)回路50、PLL回路50の出力を増幅するアンプ52,アンプ52の出力から40GHZ成分のみを抽出するバンドパスフィルタ(BPF)54、及びBPF54の出力を遅延するタイミング調整用の遅延回路56からなる。クロック再生装置44の構成自体は、クロック再生用として公知である。特別な回路を付加せずに、160Gb/sの信号光からその内の1チャネルのビットレートBに相当する40GHZのクロックを再生していることが特徴的である。これが可能なのは、先に説明したように、受光器46の出力が、時分割多重のベースレートBに相当する周波数のトーン成分を含むからである。したがって、遅延回路56は、40GHzのクロック信号を出力する。
【0042】
クロック再生装置44(遅延回路56)から出力される40GHzのクロック信号は、アンプ58により増幅され、駆動信号としてモードロックレーザ(MLLD)60に印加される。これにより、MLLD60は、40GHzでレーザパルス発振し、40GHzの制御パルス光を出力する。
【0043】
MLLD60から出力される制御パルス光は、光アンプ(例えば、エルビウム添加光ファイバアンプ(EDFA))62及び位相調整器64を介して、光分離装置66の制御端子Cに入力する。光分離装置66のデータ入力端子Dには、光アンプ42の出力信号光が入力する。光分離装置66は、その制御端子66に入力する制御パルス光に従い、データ入力端子Dに入力するOTDM光信号を各チャネルch1,ch2,ch3.ch4の信号光に分離し、出力ポート1〜4から出力する。光分離装置66は、例えば、光制御の光スイッチからなる。OTDM信号光の分離に利用可能な光スイッチは、例えば、例えば、I. Shakeet al.,”160 Gbit/s full OTDM demultiplexing based FWM of SOA−array integrated on planer lightwave circuit,”Proc. 27th, European Conference on Optical Communication (ECOC’01),Tul.2.2, pp. 182−183, 2001に記載されている。
【0044】
光分離装置66は、各チャネルch1〜ch4の信号光を別々の出力ポート1〜4から出力する。光伝送路12上での伝送エラーを無視すると、光分離装置66の各ch1〜ch4の出力は、減衰器26−1〜26−4の出力に対応しており、それぞれには、対応するチャネルの属性情報PR1〜PR4が多重されている。
【0045】
ここまでの構成では、光分離装置66の出力ポート1からチャネルch1の信号光が出力される保証が無い。しかし、後述する周波数弁別回路82及び位相制御装置84により位相調整器64を制御することで、光分離装置66の出力ポート1からチャネルch1の信号光が出力されることを保証できる。その詳細は後述する。
【0046】
分波器68−1〜68−4は、光分離装置66の対応するチャネルの出力信号光をそれぞれ2分割し、一方を対応するチャネルのぺイロード信号として出力し、他方を属性復調装置70−1〜70−4に印加する。
【0047】
属性復調装置70−1では、受光器72が、分波器68−1の出力信号光を電気信号に変換する。受光器72の出力は、アンプ74により増幅されて、乗算器76に印加される。乗算器76の出力は、ループフィルタ78を介して、局部発振器80の制御端子に印加される。局部発振器80は、ループフィルタ78の出力電圧に応じた周波数及び位相で発振する。発振器80の出力は、乗算器76に印加される。乗算器76は、アンプ74の出力に発振器80の出力を乗算する。
乗算器76での二乗検波により、属性情報PR1が復調される。
【0048】
光分離装置66の出力ポート1から出力される信号光がch1の信号光である場合、発振器80は周波数W1で発振する。光分離装置66の出力ポート1から出力される信号光がch1の信号光でない場合、発振器80は周波数W1以外の周波数で発振する。従って、発振器80の発振周波数を調べることで、光分離装置66の出力ポート1から出力される信号光がch1の信号光であるかどうかを判別できる。
【0049】
周波数識別回路82は、発振器80の出力信号の周波数が周波数W1に等しいかどうかを調べ、一致する場合には、一致信号を、不一致の場合には不一致信号を位相制御装置84に出力する。発振器80の出力信号の周波数が周波数W1に等しくない場合、位相制御装置84は、位相調整器64における位相調整量をスイープし、周波数識別回路82が一致信号を出力するとき、即ち、発振器80の出力信号の周波数が周波数W1に等しくなった状態で、位相調整器64の位相調整量を固定する。この位相制御の結果、光分離装置66の出力ポート1から出力される信号光がch1の信号光となる。
【0050】
光分離装置66の分離順序は一般に一定である。即ち、光分離装置66の出力ポート2からch2の信号光が出力され、出力ポート3からch3の信号光が出力され、出力ポート4からch4の信号光が出力される。
【0051】
周波数識別回路82における比較対照の周波数を変更することで、光分離装置66の各出力ポートとチャネルとの対応関係を変更できる。例えば、周波数識別回路82における比較対照の周波数を周波数W2に変更すると、光分離装置66は、出力ポート1からチャネルch2の信号光を出力し、出力ポート2からチャネルch3の信号光を出力し、出力ポート3からチャネルch4の信号光を出力し、出力ポート4からチャネルch1の信号光を出力する。
【0052】
本実施例では、光時分割多重伝送において、1又は複数のチャネルの光パルス振幅を残るチャネルのパルス振幅とは異なるレベルに設定して光伝送路を伝送することで、光受信装置において、1チャネルのビットレート又はその整数倍に相当する周波数のクロックを再生できる。これは、離散的な複数の周波数のクロック同期信号の内の1つを選択的に伝送できることを意味する。
【0053】
各チャネルのパルス振幅をチャネル毎に異なる周波数のトーン信号で変調することにより、光受信装置において、各チャネルを容易に識別できるようになる。
【0054】
更に、各チャネルのパルス振幅を各チャネルの属性情報で変調することにより、主たるデータの伝送及びその帯域に影響を与えることになしに、各チャネルの属性情報を伝送できる。その際、各チャネルのパルス振幅をチャネル毎に異なる周波数のトーン信号で変調することで、光受信装置ではOTDM信号光を分離した後に、各チャネルの信号光を容易に識別できる。
【0055】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、OTDM信号光のベースレート又はその整数倍に相当する周波数のクロックを伝送できる。また、主たるデータの伝送及びその帯域に影響を与えることになしに、各チャネルの属性情報を伝送できる。これらにより、より効率的な光伝送システムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
10:光送信装置
12:光伝送路
14:光受信装置
20:パルス光源
22:光分波器
24−1〜24−4:データ変調器
26−1〜26−4:可変減衰器
28:制御装置
30−1〜30−4:位相変調器
32−1〜32−4:遅延器
34:合波器
40:分波器
42:光アンプ
44:クロック再生装置
46:受光器
48:アンプ
50:PLL(位相ロックループ)回路
52:アンプ
54:バンドパスフィルタ(BPF)
56:遅延回路
58:アンプ
60:モードロックレーザ(MLLD)
62:光アンプ
74:位相調整器
66:光分離装置
68−1〜68−4:分波器
70−1〜70−4:属性復調装置
72:受光器
74:アンプ
76:乗算器
78:ループフィルタ
80:局部発振器
82:周波数識別回路
84:位相制御装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a clock synchronization signal transmission system for transmitting a clock synchronization signal in optical time division multiplexing (OTDM) transmission, a data transmission system capable of transmitting a clock synchronization signal and channel attribute information, and a method thereof.
[0002]
[Prior art]
In an optical fiber transmission system, a bit rate of 160 Gb / s or more is being realized at a single wavelength. However, since the response speed of the electric receiver is at most 50 to 60 GHz, even if an optical pulse signal of 160 Gb / s or more is directly received, clock extraction for establishing synchronization is impossible.
[0003]
Therefore, an optical circuit for extracting a clock has been devised. For example, a method of realizing a phase locked loop (PLL) by making an ultra-high-speed optical gate circuit function as an optical pulse phase shifter, a two-stage cascade connection of an electro-absorption modulator (EA modulator) used as an optical gate modulator Method for down-converting an optical pulse signal to a low bit rate by a separating device having the above configuration, and then extracting a clock by a PLL at an electric signal stage, and an optical clock by injection locking to a mode-locked semiconductor laser or a self-excited oscillation semiconductor laser A method for playing back music has been studied.
[0004]
An apparatus and a method for extracting a clock component from an optical pulse signal to reproduce an optical clock are described in JP-A-2002-353901. By using an electric resonator having a resonance frequency of 1 / n of the clock frequency of the input optical pulse signal and a semiconductor mode-locked laser driven by its output, a frequency of 1 / n of the clock frequency of the input optical pulse signal is obtained. Is described.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-173634 describes a configuration in which a low-frequency signal having a frequency unique to each channel is superimposed on an optical signal of each channel by weak intensity modulation in optical time division multiplex transmission. The receiving side detects the low frequency signal and identifies the channel.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Ultra-high-speed optical gates and multi-stage optical gates for clock extraction have complicated configurations and are not economical.
[0007]
In the OTDM transmission system, there is no method for efficiently transmitting attribute information (channel identification information, transfer information or routing information, network management information (notification of failure occurrence, etc.)) of each multiplexed channel. Such attribute information includes, for example, channel identification information, transfer information (routing information), and network management information. The network management information includes a failure notification. For such attribute information, there has been no other method than the conventional method in which an optical carrier is pulse-modulated and transmitted like the main information data. Therefore, in the receiving device and the router, there is no other way but to convert both the data signal and the attribute information into an electric signal and then demodulate the electric signal with an existing electric processing system.
[0008]
A method of transmitting a monitoring signal for monitoring an optical transmission path, a control signal for controlling an optical repeater on the optical transmission path, and a response signal by amplitude-modulating a pulse signal is well known.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a clock synchronization signal transmission system and method capable of solving such inconvenience, transmitting a clock synchronization signal efficiently, and easily extracting the clock synchronization signal.
[0010]
Another object of the present invention is to present a data system and a method for transmitting attribute information of each channel with a simple configuration.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A clock synchronization signal transmission system according to the present invention transmits a clock synchronization signal in an optical transmission system in which pulse signal light of n (integer) channels at a base rate (B) is time-division multiplexed and transmitted through an optical transmission path. In the system, the pulse amplitudes of k (k is equal to or greater than 1 and less than n) channel light signals of the n channel pulse signal lights before optical time division multiplexing are defined as pulse amplitudes of the remaining channels. An amplitude adjusting device that adjusts to a relatively different level, a photoelectric converter that converts the time-division multiplexed signal light transmitted through the optical transmission line into an electric signal, and a base rate (B) according to an output of the photoelectric converter. And a clock generation circuit that generates a clock synchronization signal having a frequency corresponding to an integer multiple of the frequency and determined by the k channel whose level is adjusted by the amplitude adjustment device. And wherein the door.
[0012]
With such a configuration, a clock synchronization signal having a frequency corresponding to the base rate (B) or a frequency that is an integral multiple of the frequency corresponding to the base rate (B) can be received without dividing the frequency of the clock having the frequency corresponding to the OTDM bit rate. Can be easily played. When adjusting the level of only one channel, a clock synchronization signal having a frequency corresponding to the base rate (B) can be reproduced.
[0013]
Preferably, the amplitude adjusting device includes n variable level adjusters capable of adjusting the level of the signal light of each channel, and a control device for controlling the n variable level adjusters. Thereby, the channel for adjusting the level can be selected.
[0014]
A data transmission system according to the present invention includes a pulse signal light generating device that generates pulse signal light of n (integer) channels at a base rate (B) that carries data, and an output from the pulse signal light generating device. an amplitude adjustment device that adjusts the pulse amplitude of a predetermined one-channel pulse signal light of the n-channel pulse signal light to a level relatively different from the pulse amplitudes of the other pulse signals; A multiplexer for time-division multiplexing the signal light of each channel output from the device and outputting an OTDM signal light, an optical transmission line for transmitting the OTDM signal light output from the multiplexer, and an input from the optical transmission line A splitter for dividing the OTDM signal light into two, and a clock for reproducing a clock synchronization signal having a frequency corresponding to the base rate (B) from one output signal light of the splitter. A reproducing apparatus, comprising: a photoelectric converter for converting one output signal light of the splitter into an electric signal; and a clock synchronization signal having a frequency corresponding to the base rate (B) according to an output of the photoelectric converter. A clock recovery circuit having a clock generation circuit for generating a clock signal; and a plurality of output ports, and according to a clock synchronization signal recovered by the clock recovery device, the other output signal light of the duplexer is used as a signal of each channel. A light separation device for separating the light into light and outputting the signal light of each channel from a different output port.
[0015]
With such a configuration, the optical receiver can reproduce a base-rate clock synchronization signal with a simple configuration without reproducing a clock having a frequency corresponding to the OTDM bit rate and then dividing the frequency.
[0016]
Preferably, the amplitude adjusting device includes n variable level adjusters capable of adjusting the pulse amplitude of the signal light of each channel, and a control device for controlling the n variable level adjusters. Thereby, the channel for adjusting the pulse amplitude can be selected.
[0017]
Preferably, the control device varies the level adjustment amounts of the n variable level adjusters according to the attribute information of each channel. Thereby, the attribute information of each channel can be transmitted without restricting the data transmission of each channel and the band.
[0018]
The attribute information is, for example, channel identification information, transfer information, network management information, and the like.
[0019]
Preferably, the data transmission system according to the present invention further comprises: an identification device for identifying whether the pulse signal light output from a predetermined output port of the optical separation device is the signal light of the predetermined channel; A phase adjuster that adjusts the phase of a clock synchronization signal supplied from the clock recovery device to the optical demultiplexing device according to the identification result of the device. Thereby, it is possible to control so that the pulse signal light of the predetermined channel is output from the predetermined output port of the optical separation device. By changing the predetermined channel to be adjusted to a different level, the channel output from each output port of the optical separation device can be changed.
[0020]
Preferably, the amplitude adjusting device includes n variable level adjusters capable of adjusting the level of signal light of each channel, and variable level adjusting according to a tone signal having a different frequency for each channel carrying attribute information of each channel. And a control device for controlling the level adjustment amount of the vessel. Thereby, channel identification becomes easy, and attribute information other than channel identification can be transmitted at the same time.
[0021]
For example, the pulse signal light generation device includes a pulse light source that generates a light pulse having a frequency corresponding to the base rate (B), a demultiplexer that divides output light of the pulse light source into n light beams, And n data modulators for modulating each output of the modulator according to transmission data.
[0022]
A clock synchronization signal transmission method according to the present invention is a method of transmitting a clock synchronization signal in an optical transmission system that transmits a time-division multiplexed pulse signal of n (integer) channels at a base rate (B) and transmits the optical transmission path. And adjusts the pulse amplitude of the signal light of k (k is 1 or more and less than n) of the pulse signal light of the n channels to a level relatively different from the pulse amplitude of the remaining channels. Then, the optical transmission line is transmitted, the time-division multiplexed signal light transmitted through the optical transmission line is converted into an electric signal, and a frequency corresponding to an integral multiple of the base rate (B) according to the electric signal. Then, a clock synchronization signal having a frequency determined by the k channel whose amplitude has been adjusted before transmission is generated by a PLL circuit.
[0023]
With such a configuration, the optical receiving apparatus can reproduce a clock having a frequency corresponding to the OTDM bit rate and then divide the frequency without reproducing the clock. Clock synchronization signal can be reproduced.
[0024]
In the data transmission method according to the present invention, a pulse signal light generating device generates pulse signal light of n (integer) channels of a base rate (B) for carrying data, and the amplitude adjusting device generates the pulse signal light. The pulse amplitude of the pulse signal light of one predetermined channel out of the pulse signal lights of n channels output from the device is adjusted to a level relatively different from the pulse amplitudes of the other pulse signals, and the amplitude is adjusted. The signal light of each channel output from the adjusting device is time-division multiplexed, the obtained OTDM signal light is output to an optical transmission line, and the OTDM signal light input from the optical transmission line is divided into two by a demultiplexer. The output signal light of one of the splitters is converted into an electric signal, and a PLL circuit generates a clock synchronization signal having a frequency corresponding to the base rate (B) according to the electric signal. According to the clock synchronization signal, characterized in that the other output signal light of the splitter by an optical separator for separating the signal light of each channel.
[0025]
With such a configuration, the optical receiving apparatus reproduces the clock synchronization signal having the frequency corresponding to the base rate with a simple configuration without reproducing the clock having the frequency corresponding to the OTDM bit rate and then dividing the frequency. This makes it easier to separate the OTDM optical signal into individual channels.
[0026]
Preferably, when adjusting the pulse amplitude of the pulse signal light of one predetermined channel to a level relatively different from the pulse amplitude of another pulse signal, the signal light of each channel is adjusted according to the attribute information of each channel. Is varied. Thereby, the attribute information of each channel can be superimposed on the data and transmitted without restricting the data transmission and the band of each channel.
[0027]
Preferably, the pulse amplitude of the signal light of each channel is varied according to a tone signal having a different frequency for each channel carrying attribute information of each channel. This facilitates identification of each channel.
[0028]
The attribute information is, for example, one of channel identification information, transfer information, and network management information.
[0029]
Further, it is determined whether or not the pulse signal light output from a predetermined output port of the optical separation device is the signal light of the predetermined channel, and the clock synchronization supplied to the optical separation device is determined according to the identification result. Adjust the signal phase. Thereby, it is possible to control so that the pulse signal light of the predetermined channel is output from the predetermined output port of the optical separation device. By changing the predetermined channel to be adjusted to a different level, the channel output from each output port of the optical separation device can be changed.
[0030]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0031]
FIG. 1 shows a schematic welfare block diagram of one embodiment of the present invention. The system according to the present embodiment includes an optical transmission device 10, an optical transmission line 12, and an optical reception device 14. In the present embodiment, the optical transmission device 10 time-division multiplexes 40 Gb / s optical signals into four channels, and outputs the signals to the optical transmission line 12. Therefore, an optical signal of 160 Gb / s propagates through the optical transmission line 12. The present invention can be applied to a wavelength division multiplexing system by adopting the configuration of the optical transmitting device 10 and the optical receiving device 14 shown in FIG. 1 for each wavelength of the wavelength division multiplexing transmission system.
[0032]
The configuration and operation of the optical transmission device 10 will be described. The pulse light source 20 outputs an optical pulse train having a single wavelength λs and a base rate (basic repetition frequency) B. Here, the base rate B is 40 GHz. The optical demultiplexer 22 divides the output pulse of the pulse light source 20 into four and supplies the four to the data modulators 24-1 to 24-4.
The data modulator 24-1 binary-modulates the amplitude of the optical pulse train from the optical demultiplexer 22 according to the data D1. Similarly, the data modulators 24-2 to 24-4 binary-modulate the amplitude of the optical pulse train from the optical demultiplexer 22 according to the data D2 to D4, respectively.
As a result, the data modulators 24-1 to 24-4 output 40 Gb / s optical pulse signals that carry the data D1 to D4, respectively.
[0033]
The variable attenuators 26-1 to 26-4 attenuate the output signal lights of the data modulators 24-1 to 24-4 at an attenuation rate according to the control signal from the control device 28. The control device 28 varies the attenuation rates of the attenuators 26-1 to 26-4 so as to carry the attribute information PR1 to PR4 of each channel ch1 to ch4, as will be described in detail later. In order to reproduce a clock having a frequency corresponding to the base rate B, the time average attenuation rates (DC components) of the attenuators 26-2 to 26-4 are controlled to the same value, and the attenuation rate of the attenuator 26-1 is reduced. Control is performed so as to be larger than the time average attenuation rate (DC component) of the other attenuators 26-2 to 26-4.
[0034]
Output signal lights from the attenuators 26-1 to 26-4 are input to the multiplexer 34 via the phase modulators 30-1 to 30-4 and the delay units 32-1 to 32-4. The delay units 32-1 to 32-4 are provided for arranging the signal lights of the respective channels ch1 to ch4 in different time slots, and in order to realize this, the delay of the delay units 32-1 to 32-4 is performed. The times τ1 to τ4 are adjusted. The delay time τ1 of the delay device 32-1 may be zero. That is, the delay device 32-1 can be omitted. The delay units 32-1 to 32-4 and the multiplexer 34 correspond to an OTDM multiplexer. The bit rate of the output signal light from the multiplexer 34 is 160 Gb / s. The output signal light of the multiplexer 34 propagates through the optical transmission line 12 and enters the optical receiver 14.
[0035]
As described above, the control device 28 varies the attenuation rates of the attenuators 26-1 to 26-4 so as to carry the attribute information PR1 to PR4 of each of the channels ch1 to ch4. More specifically, control device 28 attenuates attenuators 26-1 to 26-4 in accordance with a signal obtained by digitally modulating the amplitudes of sine waves of frequencies W1 to W4 unique to channels ch1 to ch4 with attribute information PR1 to PR4. Fluctuating rate. This is, so to speak, AC control of the attenuation rates of the attenuators 26-1 to 26-4. As digital modulation, FSK, PSK, DPSK or DQPSK can be used. The frequencies W1 to W4 are, for example, about 100 kHz to 10 MHz, which is sufficiently lower than the base rate (40 GHz) of the data D1 to D4. Since the data amount of the attribute information is generally small, such a rate is sufficient. Further, at such a rate, the transmission of the data D1 to D4 and the clock extraction of the base rate B of OTDM are not adversely affected.
[0036]
In this way, the attribute information PR1 to PR4 of each channel ch1 to ch4 can be transmitted while being superimposed on the data D1 to D4 without consuming the band for the data D1 to D4. The attribute information PR1 to PR4 are, for example, channel identification information, transfer information (or routing information), and network management information. The network management information includes a failure occurrence notification and the like.
[0037]
The control device 28 also controls the time-average attenuation rates (DC components) of the attenuators 26-2 to 26-4 to the same value so that the optical receiver 14 can reproduce a clock having a frequency corresponding to the base rate B. At the same time, control is performed so that the attenuation rate of the attenuator 26-1 is larger than the time average attenuation rate (DC component) of the other attenuators 26-2 to 26-4.
For example, the same offset is set for the attenuation rate of the attenuators 26-2 to 26-4, and an offset larger than the offset of the attenuators 26-2 to 26-4 is set for the attenuation rate of the attenuator 26-1. Set. By this DC control, the pulse amplitude of the output signal light from the attenuator 26-1 becomes smaller than the pulse amplitude of the output signal light from the attenuators 26-2 to 26-4.
[0038]
As described above, when a plurality of signal lights having the same bit rate B (for example, 40 Gb / s) are time-division multiplexed, if the pulse amplitude of one channel is made sufficiently different from the pulse amplitude of another channel, Fourier As can be easily understood by recalling the conversion, the spectrum of the OTDM signal light includes a tone component having a frequency corresponding to the bit rate B. By extracting this tone component, the optical receiver 14 can reproduce the clock corresponding to the base rate B. For example, only by increasing the attenuation rate of the attenuator 26-1 by 0.13 dB from the attenuation rates of the other attenuators 26-2 to 26-4, the 40 GHz clock is transmitted to the optical receiver 14 as described later. I was able to extract.
[0039]
This effect can be extended to clock extraction at an intermediate frequency between the base rate B and the bit rate B × n of the time-division multiplexed optical signal composed of n channels. For example, when time-division multiplexing is performed on n channels of the same base rate B, by attenuating the optical pulse amplitudes of a plurality of appropriate channels in the n channels at the same rate, the n-channel time division multiplexed optical signal A clock with a frequency B × k (where k is an integer from 2 to n−1) can be extracted.
[0040]
The OTDM optical signal transmitted through the optical transmission line 12 is input to the optical receiving device 14. The configuration and operation of the optical receiver 14 will be described. The OTDM optical signal propagated through the optical transmission line 12 is split into two by a demultiplexer 40, one of which is input to an optical amplifier (for example, an erbium-doped optical fiber amplifier (EDFA)) 42, and the other is a clock recovery device. Input to 44.
[0041]
The clock reproducing device 44 includes a photodetector 46 that converts the 160 Gb / s optical signal input to the optical transmission line 12 into an electric signal, an amplifier 48 that amplifies the output of the photodetector 46, and a clock synchronized with the output of the amplifier 48 to 40 GHz. (Phase Locked Loop) circuit 50 that extracts and generates the signal, an amplifier 52 that amplifies the output of the PLL circuit 50, a band-pass filter (BPF) 54 that extracts only the 40 GHz component from the output of the amplifier 52, and delays the output of the BPF 54 And a delay circuit 56 for timing adjustment. The configuration itself of the clock recovery device 44 is known for clock recovery. It is characteristic that a clock of 40 GHZ corresponding to the bit rate B of one channel is reproduced from the signal light of 160 Gb / s without adding a special circuit. This is possible because, as described above, the output of the light receiver 46 includes a tone component having a frequency corresponding to the base rate B of time division multiplexing. Therefore, the delay circuit 56 outputs a clock signal of 40 GHz.
[0042]
The 40 GHz clock signal output from the clock reproducing device 44 (delay circuit 56) is amplified by an amplifier 58 and applied as a drive signal to a mode-locked laser (MLLD) 60. As a result, the MLLD 60 oscillates a laser pulse at 40 GHz and outputs a control pulse light of 40 GHz.
[0043]
The control pulse light output from the MLLD 60 is input to a control terminal C of an optical separation device 66 via an optical amplifier (for example, an erbium-doped optical fiber amplifier (EDFA)) 62 and a phase adjuster 64. The output signal light of the optical amplifier 42 is input to the data input terminal D of the optical separation device 66. The optical separation device 66 converts the OTDM optical signal input to the data input terminal D into each of the channels ch1, ch2, ch3. The signal light is split into the signal light of ch4 and output from the output ports 1 to 4. The light separating device 66 is composed of, for example, a light-controlled optical switch. An optical switch that can be used for separating OTDM signal light is, for example, an I.O. Shakeet al. , "160 Gbit / s full OTDM demultiplexing based FWM of SOA-array integrated on planer lightwave circuit," Proc. 27th, European Conference on Optical Communication (ECOC'01), Tul. 2.2, pp. 182-183, 2001.
[0044]
The optical separation device 66 outputs the signal light of each of the channels ch1 to ch4 from separate output ports 1 to 4. If the transmission error on the optical transmission line 12 is neglected, the outputs of the respective channels ch1 to ch4 of the optical demultiplexer 66 correspond to the outputs of the attenuators 26-1 to 26-4. Attribute information PR1 to PR4 are multiplexed.
[0045]
With the configuration described above, there is no guarantee that the signal light of the channel ch1 is output from the output port 1 of the optical separation device 66. However, by controlling the phase adjuster 64 by the frequency discriminating circuit 82 and the phase control device 84 described later, it is possible to guarantee that the signal light of the channel ch1 is output from the output port 1 of the optical separation device 66. The details will be described later.
[0046]
Each of the demultiplexers 68-1 to 68-4 divides the output signal light of the corresponding channel of the optical demultiplexer 66 into two, outputs one as a payload signal of the corresponding channel, and outputs the other as an attribute demodulator 70-. 1 to 70-4.
[0047]
In the attribute demodulation device 70-1, the light receiver 72 converts the output signal light of the splitter 68-1 into an electric signal. The output of the light receiver 72 is amplified by the amplifier 74 and applied to the multiplier 76. The output of the multiplier 76 is applied to the control terminal of the local oscillator 80 via the loop filter 78. The local oscillator 80 oscillates at a frequency and a phase according to the output voltage of the loop filter 78. The output of the oscillator 80 is applied to a multiplier 76. The multiplier 76 multiplies the output of the amplifier 74 by the output of the oscillator 80.
The attribute information PR1 is demodulated by the square detection in the multiplier 76.
[0048]
When the signal light output from the output port 1 of the optical separation device 66 is the signal light of ch1, the oscillator 80 oscillates at the frequency W1. When the signal light output from the output port 1 of the optical separation device 66 is not the signal light of ch1, the oscillator 80 oscillates at a frequency other than the frequency W1. Therefore, by examining the oscillation frequency of the oscillator 80, it can be determined whether or not the signal light output from the output port 1 of the optical separation device 66 is the signal light of ch1.
[0049]
The frequency identification circuit 82 checks whether or not the frequency of the output signal of the oscillator 80 is equal to the frequency W1, and outputs a match signal to the phase control device 84 if they match, and outputs a mismatch signal if they do not match. When the frequency of the output signal of the oscillator 80 is not equal to the frequency W1, the phase control device 84 sweeps the amount of phase adjustment in the phase adjuster 64, and when the frequency identification circuit 82 outputs a coincidence signal, With the frequency of the output signal equal to the frequency W1, the phase adjustment amount of the phase adjuster 64 is fixed. As a result of this phase control, the signal light output from the output port 1 of the optical separation device 66 becomes the signal light of ch1.
[0050]
The separation order of the light separation device 66 is generally constant. That is, the signal light of ch2 is output from the output port 2 of the optical separation device 66, the signal light of ch3 is output from the output port 3, and the signal light of ch4 is output from the output port 4.
[0051]
By changing the frequency of comparison in the frequency identification circuit 82, the correspondence between each output port of the optical separation device 66 and the channel can be changed. For example, when the frequency to be compared in the frequency identification circuit 82 is changed to the frequency W2, the optical separation device 66 outputs the signal light of the channel ch2 from the output port 1 and outputs the signal light of the channel ch3 from the output port 2, The signal light of the channel ch4 is output from the output port 3, and the signal light of the channel ch1 is output from the output port 4.
[0052]
In the present embodiment, in the optical time division multiplexing transmission, by setting the optical pulse amplitude of one or a plurality of channels to a level different from the pulse amplitude of the remaining channels and transmitting the optical transmission path, the optical receiving apparatus has the following advantages. A clock having a frequency corresponding to the channel bit rate or an integral multiple thereof can be reproduced. This means that one of the clock synchronization signals having a plurality of discrete frequencies can be selectively transmitted.
[0053]
By modulating the pulse amplitude of each channel with a tone signal having a different frequency for each channel, the optical receiver can easily identify each channel.
[0054]
Further, by modulating the pulse amplitude of each channel with the attribute information of each channel, the attribute information of each channel can be transmitted without affecting the main data transmission and its band. At this time, by modulating the pulse amplitude of each channel with a tone signal having a different frequency for each channel, the optical receiver can easily identify the signal light of each channel after separating the OTDM signal light.
[0055]
【The invention's effect】
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, a clock having a frequency corresponding to the base rate of the OTDM signal light or an integer multiple thereof can be transmitted. Further, the attribute information of each channel can be transmitted without affecting the main data transmission and its band. With these, a more efficient optical transmission system can be constructed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10: Optical transmitter
12: Optical transmission line
14: Optical receiver
20: pulse light source
22: Optical splitter
24-1 to 24-4: Data modulator
26-1 to 26-4: Variable attenuator
28: Control device
30-1 to 30-4: Phase modulator
32-1 to 32-4: delay device
34: multiplexer
40: Demultiplexer
42: Optical amplifier
44: Clock recovery device
46: Receiver
48: Amplifier
50: PLL (Phase Lock Loop) Circuit
52: Amplifier
54: Bandpass filter (BPF)
56: Delay circuit
58: Amplifier
60: Mode-locked laser (MLLD)
62: Optical amplifier
74: phase adjuster
66: Light separation device
68-1 to 68-4: duplexer
70-1 to 70-4: Attribute Demodulator
72: Receiver
74: Amplifier
76: Multiplier
78: Loop filter
80: Local oscillator
82: Frequency identification circuit
84: Phase control device

Claims (21)

ベースレート(B)のn(整数)個のチャネルのパルス信号光を時分割多重して光伝送路(12)を伝送させる光伝送システムにおいてクロック同期信号を伝送するシステムであって、
光時分割多重前のn個のチャネルのパルス信号光の内のk(kは1以上、n未満)個のチャネルの信号光のパルス振幅を、残るチャネルのパルス振幅とは相対的に異なるレベルに調整する振幅調整装置(26−1〜26−4,28)と、
当該光伝送路(12)を伝送した時分割多重信号光を電気信号に変換する光電変換器(46)と、
当該光電変換器(46)の出力に従い、当該ベースレート(B)の整数倍に相当する周波数であって、当該振幅調整装置(26−1〜26−4,28)によりレベル調整されるk個のチャネルにより決定される周波数のクロック同期信号を生成するクロック発生回路(50)とを設けたことを特徴とするクロック同期信号伝送システム。
A system for transmitting a clock synchronization signal in an optical transmission system in which pulse signal light of n (integer) channels of a base rate (B) is time-division multiplexed and transmitted through an optical transmission line (12),
The pulse amplitudes of the signal light of k (k is 1 or more and less than n) channels out of the pulse signal lights of the n channels before the optical time division multiplexing are set to levels relatively different from the pulse amplitudes of the remaining channels. Amplitude adjustment devices (26-1 to 26-4, 28) for adjusting
A photoelectric converter (46) for converting the time-division multiplexed signal light transmitted through the optical transmission line (12) into an electric signal;
According to the output of the photoelectric converter (46), k frequencies whose frequency is equivalent to an integer multiple of the base rate (B) and whose level is adjusted by the amplitude adjusters (26-1 to 26-4, 28) A clock generation circuit (50) for generating a clock synchronization signal having a frequency determined by said channel.
kが1である請求項1に記載のクロック同期信号伝送システム。The clock synchronization signal transmission system according to claim 1, wherein k is 1. 当該振幅調整装置(26−1〜26−4,28)が、各チャネルの信号光のレベルを調整可能なn個の可変レベル調整器(26−1〜26−4)と、n個の可変レベル調整器(26−1〜26−4)を制御する制御装置(28)とからなる請求項1に記載のクロック同期信号伝送システム。The amplitude adjusters (26-1 to 26-4, 28) include n variable level adjusters (26-1 to 26-4) capable of adjusting the level of signal light of each channel, and n variable level adjusters. The clock synchronization signal transmission system according to claim 1, further comprising a control device (28) for controlling the level adjusters (26-1 to 26-4). データを搬送するベースレート(B)のn(整数)個のチャネルのパルス信号光を発生するパルス信号光発生装置(20,22,24−1〜24−4)と、
当該パルス信号光発生装置(20,22,24−1〜24−4)から出力されるn個のチャネルのパルス信号光の内の、所定の1チャネルのパルス信号光のパルス振幅を、他のパルス信号のパルス振幅とは相対的に異なるレベルに調整する振幅調整装置(26−1〜26−4,28)と、
当該振幅調整装置(26−1〜26−4,28)から出力される各チャネルのパルス信号光を時分割多重し、OTDM信号光を出力する多重装置(32−1〜32−4,34)と、
当該多重装置から出力されるOTDM信号光を伝送する光伝送路(12)と、当該光伝送路(12)から入力する当該OTDM信号光を2分割する分波器(40)と、
当該分波器(40)の一方の出力信号光から当該ベースレート(B)に相当する周波数のクロック同期信号を再生するクロック再生装置(44)であって、当該分波器(40)の一方の出力信号光を電気信号に変換する光電変換器(46)、及び、当該光電変換器(46)の出力に従い、当該ベースレート(B)に相当する周波数のクロック同期信号を生成するクロック発生回路(50)を具備するクロック再生装置(44)と、
複数の出力ポートを具備し、当該クロック再生装置(44)により再生されたクロック同期信号に従い、当該分波器(40)の他方の出力信号光を各チャネルの信号光に分離し、各チャネルの信号光を異なる出力ポートから出力する光分離装置(66)とを具備することを特徴とするデータ伝送システム。
Pulse signal light generators (20, 22, 24-1 to 24-4) for generating pulse signal lights of n (integer) channels of a base rate (B) for carrying data;
The pulse amplitude of a predetermined one-channel pulse signal light among the n-channel pulse signal lights output from the pulse signal light generation device (20, 22, 24-1 to 24-4) is set to another pulse amplitude. An amplitude adjusting device (26-1 to 26-4, 28) for adjusting the pulse amplitude to a level relatively different from the pulse amplitude of the pulse signal;
Multiplexers (32-1 to 32-4, 34) for time-division multiplexing pulse signal light of each channel output from the amplitude adjusters (26-1 to 26-4, 28) and outputting OTDM signal light When,
An optical transmission line (12) for transmitting the OTDM signal light output from the multiplexing device, a duplexer (40) for dividing the OTDM signal light input from the optical transmission line (12) into two,
A clock regenerating device (44) for regenerating a clock synchronization signal having a frequency corresponding to the base rate (B) from one output signal light of the splitter (40), wherein one of the splitters (40) Photoelectric converter (46) that converts the output signal light into an electric signal, and a clock generation circuit that generates a clock synchronization signal having a frequency corresponding to the base rate (B) according to the output of the photoelectric converter (46). A clock recovery device (44) comprising (50);
It has a plurality of output ports and separates the other output signal light of the splitter (40) into signal light of each channel according to the clock synchronization signal recovered by the clock recovery device (44). A data transmission system comprising: an optical separation device (66) that outputs signal light from different output ports.
当該振幅調整装置(26−1〜26−4,28)が、各チャネルのパルス信号光のパルス振幅を調整可能なn個の可変レベル調整器(26−1〜26−4)と、当該n個の可変レベル調整器(26−1〜26−4)を制御する制御装置(28)とからなる請求項6に記載のデータ伝送システム。The amplitude adjusters (26-1 to 26-4, 28) include n variable level adjusters (26-1 to 26-4) capable of adjusting the pulse amplitude of the pulse signal light of each channel, and the n The data transmission system according to claim 6, further comprising a control device (28) for controlling the number of variable level adjusters (26-1 to 26-4). 当該制御装置(28)が、各チャネルの属性情報に従って当該n個の可変レベル調整器(26−1〜26−4)のレベル調整量を変動させる請求項5に記載のデータ伝送システム。The data transmission system according to claim 5, wherein the control device (28) changes a level adjustment amount of the n variable level adjusters (26-1 to 26-4) according to attribute information of each channel. 更に、当該光分離装置(66)の各出力ポートから出力されるパルス信号光から当該属性情報を復調する複数の属性復調装置(70−1〜70−4)を具備する請求項6に記載のデータ伝送システム。7. The device according to claim 6, further comprising a plurality of attribute demodulators (70-1 to 70-4) for demodulating the attribute information from the pulse signal light output from each output port of the optical separation device (66). Data transmission system. 当該属性情報が、チャネル識別情報、転送情報及びネットワーク管理情報の少なくとも1つを含む請求項7に記載のデータ伝送システム。The data transmission system according to claim 7, wherein the attribute information includes at least one of channel identification information, transfer information, and network management information. 更に、当該光分離装置(64,66)の所定の出力ポートから出力されるパルス信号光が、当該所定チャネルの信号光であるかどうかを識別する識別装置(82)と、当該識別装置(82)の識別結果に従い、当該クロック再生装置(44)から当該光分離装置(66)に供給されるクロック同期信号の位相を調整する位相調整器(64、84)とを具備する請求項4に記載のデータ伝送システム。Further, an identification device (82) for identifying whether or not the pulse signal light output from a predetermined output port of the optical separation device (64, 66) is the signal light of the predetermined channel; and an identification device (82). 5) a phase adjuster (64, 84) for adjusting the phase of a clock synchronization signal supplied from the clock recovery device (44) to the optical separation device (66) according to the identification result of (4). Data transmission system. 当該振幅調整装置(26−1〜26−4,28)が、各チャネルの信号光のレベルを調整可能なn個の可変レベル調整器(26−1〜26−4)と、各チャネルの属性情報を搬送するチャネル毎に異なる周波数のトーン信号に従い、可変レベル調整器(26−1〜26−4)のレベル調整量を制御する制御装置(28)とからなる請求項9に記載のデータ伝送システム。The amplitude adjustment device (26-1 to 26-4, 28) includes n variable level adjusters (26-1 to 26-4) capable of adjusting the level of signal light of each channel, and attributes of each channel. The data transmission according to claim 9, further comprising a control device (28) that controls a level adjustment amount of the variable level adjusters (26-1 to 26-4) according to tone signals having different frequencies for each channel that carries information. system. 更に、当該光分離装置(66)の各出力ポートから出力されるパルス信号光から当該属性情報を復調する複数の属性復調装置(70−1〜70−4)を具備する請求項10に記載のデータ伝送システム。The device according to claim 10, further comprising a plurality of attribute demodulators (70-1 to 70-4) for demodulating the attribute information from the pulse signal light output from each output port of the optical separation device (66). Data transmission system. 当該属性情報が、チャネル識別情報、転送情報及びネットワーク管理情報の少なくとも1つを含む請求項11に記載のデータ伝送システム。The data transmission system according to claim 11, wherein the attribute information includes at least one of channel identification information, transfer information, and network management information. 当該パルス信号光発生装置が、当該ベースレート(B)に相当する周波数の光パルスを発生するパルス光源(20)と、当該パルス光源(20)の出力光をnチャネルに分割する分波器(22)と、当該分波器(22)の各出力を送信データに従い変調するn個のデータ変調器(24−1〜24−4)とからなる請求項4に記載のデータ伝送システム。The pulse signal light generation device generates a pulse light source (20) that generates a light pulse having a frequency corresponding to the base rate (B), and a duplexer that divides output light of the pulse light source (20) into n channels ( The data transmission system according to claim 4, comprising: (22) and n data modulators (24-1 to 24-4) that modulate each output of the duplexer (22) according to transmission data. ベースレート(B)のn(整数)個のチャネルのパルス信号を時分割多重して光伝送路(12)を伝送する光伝送システムにおいてクロック同期信号を伝送する方法であって、
n個のチャネルのパルス信号光の内のk(kは1以上、n未満)個のチャネルの信号光のパルス振幅を、残るチャネルのパルス振幅とは相対的に異なるレベルに調整して、当該光伝送路(12)を伝送させ、
当該光伝送路(12)を伝送した時分割多重信号光を電気信号に変換し、
当該電気信号に従い、当該ベースレート(B)の整数倍に相当する周波数であって、伝送前に振幅調整されたk個のチャネルにより決定される周波数のクロック同期信号をPLL回路(50)により生成することを特徴とするクロック同期信号伝送方法。
A method for transmitting a clock synchronization signal in an optical transmission system for transmitting an optical transmission line (12) by time-division multiplexing pulse signals of n (integer) channels of a base rate (B),
The pulse amplitude of k (k is 1 or more, less than n) of the signal light of the channel of the signal light of n channels is adjusted to a level relatively different from the pulse amplitude of the remaining channels, and Transmitting the optical transmission line (12),
Converting the time-division multiplexed signal light transmitted through the optical transmission line (12) into an electric signal;
According to the electric signal, the PLL circuit (50) generates a clock synchronization signal having a frequency corresponding to an integer multiple of the base rate (B) and having a frequency determined by the k channels whose amplitude has been adjusted before transmission. A clock synchronization signal transmission method.
kが1である請求項14に記載のクロック同期信号伝送方法。15. The clock synchronization signal transmission method according to claim 14, wherein k is 1. パルス信号光発生装置(20,22,24−1〜24−4)によりデータを搬送するベースレート(B)のn(整数)個のチャネルのパルス信号光を生成し、
振幅調整装置(26−1〜26−4,28)により、当該パルス信号光発生装置(20,22,24−1〜24−4)から出力されるn個のチャネルのパルス信号光の内の、所定の1チャネルのパルス信号光のパルス振幅を、他のパルス信号のパルス振幅とは相対的に異なるレベルに調整し、
当該振幅調整装置(26−1〜26−4,28)から出力される各チャネルの信号光を時分割多重し、得られたOTDM信号光を光伝送路(12)に出力し、当該光伝送路(12)から入力する当該OTDM信号光を分波器(40)により2分割し、
当該分波器(40)の一方の出力信号光を電気信号に変換し、その電気信号に従いPLL回路により当該ベースレート(B)に相当する周波数のクロック同期信号を生成し、
生成されたクロック同期信号に従い、光分離装置(66)により当該分波器(40)の他方の出力信号光を各チャネルの信号光に分離することを特徴とするデータ伝送方法。
A pulse signal light generator (20, 22, 24-1 to 24-4) generates pulse signal light of n (integer) channels of a base rate (B) for carrying data,
By the amplitude adjusting devices (26-1 to 26-4, 28), the pulse signal light of n channels output from the pulse signal light generating device (20, 22, 24-1 to 24-4) is output. Adjusting the pulse amplitude of the predetermined one-channel pulse signal light to a level relatively different from the pulse amplitudes of the other pulse signals;
The signal light of each channel output from the amplitude adjusters (26-1 to 26-4, 28) is time-division multiplexed, and the obtained OTDM signal light is output to the optical transmission line (12) to perform the optical transmission. The OTDM signal light input from the path (12) is split into two by a splitter (40),
One output signal light of the splitter (40) is converted into an electric signal, and a PLL circuit generates a clock synchronization signal having a frequency corresponding to the base rate (B) according to the electric signal,
A data transmission method characterized by separating the other output signal light of the demultiplexer (40) into signal light of each channel by an optical separation device (66) in accordance with the generated clock synchronization signal.
所定の1チャネルのパルス信号光のパルス振幅を、他のパルス信号のパルス振幅とは相対的に異なるレベルに調整する際に、各チャネルの属性情報に従い、各チャネルの信号光のパルス振幅を変動させる請求項16に記載のデータ伝送方法。When adjusting the pulse amplitude of a predetermined one-channel pulse signal light to a level relatively different from the pulse amplitude of another pulse signal, the pulse amplitude of the signal light of each channel is varied according to the attribute information of each channel. 17. The data transmission method according to claim 16, wherein: 各チャネルの属性情報を搬送するチャネル毎に異なる周波数のトーン信号に従い、各チャネルの信号光のパルス振幅を変動させる請求項17に記載のデータ伝送方法。18. The data transmission method according to claim 17, wherein the pulse amplitude of the signal light of each channel is varied according to a tone signal having a different frequency for each channel that carries attribute information of each channel. 当該光分離装置(66)の各出力ポートから出力されるパルス信号光から当該属性情報を復調する請求項17又は18に記載のデータ伝送方法。19. The data transmission method according to claim 17, wherein the attribute information is demodulated from the pulse signal light output from each output port of the optical separation device (66). 当該属性情報が、チャネル識別情報、転送情報及びネットワーク管理情報の少なくとも1つを含む請求項17又は18に記載のデータ伝送方法。19. The data transmission method according to claim 17, wherein the attribute information includes at least one of channel identification information, transfer information, and network management information. 更に、当該光分離装置(66)の所定の出力ポートから出力されるパルス信号光が、当該所定チャネルの信号光であるかどうかを識別し、その識別結果に従い、当該光分離装置(66)に供給される当該クロック同期信号の位相を調整する請求項16に記載のデータ伝送方法。Further, it is determined whether or not the pulse signal light output from a predetermined output port of the light separation device (66) is the signal light of the predetermined channel, and the light separation device (66) is determined according to the identification result. 17. The data transmission method according to claim 16, wherein the phase of the supplied clock synchronization signal is adjusted.
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